Anabilim Dalı : Jeoloji Mühendisliği Programı : Uygulamalı Jeoloji
PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
DOKTORA TEZİ Sefer Beran ÇELİK
TEMMUZ 2012
BABADAĞ (DENİZLİ) İLÇESİNDEKİ YAMAÇ DURAYSIZLIĞININ ÇOK PARAMETRELİ İZLEME TEKNİKLERİ, FİZİKSEL MODEL DENEYLERİ
VE MATEMATİKSEL YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ
DOKTORA TEZ ONAY FORMU
Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü 061640003 nolu öğrencisi Sefer Beran ÇELİK tarafından hazırlanan “BABADAĞ (DENİZLİ) İLÇESİNDEKİ
YAMAÇ DURAYSIZLIĞININ ÇOK PARAMETRELİ İZLEME
TEKNİKLERİ, FİZİKSEL MODEL DENEYLERİ VE MATEMATİKSEL YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ” başlıklı tez tarafımızdan okunmuş, kapsamı ve niteliği açısından bir Doktora tezi olarak kabul edilmiştir.
Bu tezin tasarımı, hazırlanması, yürütülmesi, araştırmalarının yapılması ve bulgularının analizlerinde bilimsel etiğe ve akademik kurallara özenle riayet edildiğini; bu çalışmanın doğrudan birincil ürünü olmayan bulguların, verilerin ve materyallerin bilimsel etiğe uygun olarak kaynak gösterildiğini ve alıntı yapılan çalışmalara atfedildiğine beyan ederim.
İmza :
iii ÖNSÖZ
Bu tez çalışmasında, uzun yıllardan günümüze değin Denizli ili Babadağ ilçesinde görülen ve Gündoğdu Mahallesi’nde yaşayan halkı olumsuz yönde etkileyen Gündoğdu heyelanı incelenmiştir. Arazi izleme ve laboratuvar çalışmaları ile çeşitli analizleri içeren tezin gerçekleştirilmesinde her türlü destek ve katkıyı sağlayan danışman hocam Prof. Dr. Halil KUMSAR’a (Pamukkale Üniversitesi), tezin şekillenmesinde öneri ve görüşlerini her fırsatta belirten, tez izleme kurulu üyelerinden Prof. Dr. Reşat ULUSAY’a (Hacettepe Üniversitesi) ve Prof. Dr. Mehmet ÖZKUL’a (Pamukkale Üniversitesi), jüri üyeleri Doç. Dr. Mahmut MUTLUTÜRK’e (Süleyman Demirel Üniversitesi) ve Doç. Dr. Nihat Sinan IŞIK’a (Gazi Üniversitesi) sağladıkları katkıdan dolayı teşekkür ederim. Gündoğdu heyelanı ile ilgili yapılan çalışmalara başlangıcından itibaren bizzat destek sağlayan, laboratuvar deneylerinin gerçekleştirilmesinde, değerlendirilmesinde ayrıca sayısal analiz ve çözümlemelerde katkı sağlayan, yardım ve desteğini esirgemeyen Prof. Dr. Ömer Aydan’a (Tokai Üniversitesi-Japonya), 2000 yılından günümüze Japonya ve Türkiye’den katılımcıların yeraldığı bir proje kapsamında incelenen Gündoğdu heyelanını izleme ile ilgili çalışmaların bu tez çalışmasında da devam ettirilmesinde her türlü maddi ve manevi desteği sağlayan, ayrıca bu izleme yöntemleri üzerinde çeşitli çalışma ve gözlemler yapmak üzere şahsımı 6 ay süreliğine Nihon Üniversitesi’ne davet eden Prof. Dr. Hisataka TANO’ya (Nihon Üniversitesi-Japonya) en içten teşekkürlerimi sunarım. Laboratuvarda model deneylerinin gerçekleştirildiği sarsma masası ve ilgili deney düzeneği, Pamukkale Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiş 2009KRM001 no.lu bir altyapı projesi kapsamında yaptırılmıştır. Bu destek için ilgili birim ve yöneticilerine ayrıca teşekkür ederim. Tez konusu ile ilgili zaman zaman görüş, öneri ve desteklerini aldığım Pamukkale Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü öğretim üye ve elemanlarından, Yrd. Doç. Dr. Mete HANÇER’e, Yrd. Doç. Dr. Suat TAŞDELEN’e, Yrd. Doç. Dr. İbrahim ÇOBANOĞLU’na, Yrd. Doç. Dr. Tamer KORALAY’a, Yrd. Doç. Dr. Ali KAYA’ya, Jeo. Yük. Müh. Mustafa KAYA’ya, Uz. M. Oruç BAYKARA’ya ve Araş. Gör. Dr. Savaş TOPAL’a ayrıca Yrd. Doç. Dr. H. Alim Baran’a teşekkürlerimi sunarım. Arazi çalışmalarının gerçekleştirilmesinde araç desteği sağlayan Denizli Valiliği İl Özel İdaresi’ne, İl Afet ve Acil Durum Müdürlüğü’ne ve Tarım İl Müdürlüğü’ne, arazi çalışmalarında sağladıkları destekten dolayı Babadağ İlçesi Kaymakamlığı’na, Belediye Başkanlığı’na, çalışanlarına ve ilçe halkına teşekkür ederim. Her zaman maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen eşim ve aileme de sonsuz teşekkürlerimi sunarım.
Temmuz 2012 Sefer Beran Çelik
iv İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET... xv SUMMARY ... xvii 1. GİRİŞ ...1
1.1 Tezin Kapsamı ve Amacı ... 1
1.2 Önceki Çalışmalar ... 8
1.2.1 Babadağ ilçesi ve yakın çevresini konu alan jeoloji çalışmaları ...8
1.2.2 Babadağ ilçesi Gündoğdu heyelanını konu alan çalışmalar ... 10
2. İNCELEME ALANININ TANITIMI ... 15
2.1 Jeomorfoloji ...15
2.2 İklim, Bitki Örtüsü ve Akarsular ...16
2.3 Sosyo-Ekonomik Durum ...18
3. İNCELEME ALANI VE YAKIN CİVARININ JEOLOJİKKK ÖZELLİKLERİ ... 19
3.1 Stratigrafi ...19
3.1.1 Babadağ Metamorfitleri ... 19
3.1.2 Sazak Formasyonu... 19
3.1.3 Kolonkaya Formasyonu ... 22
3.1.3.1 Ahıllı Marn Üyesi ... 23
3.1.3.2 Babadağ Kumtaşı-Marn Üyesi ... 24
3.1.3.3 Manastır Çakıltaşı Üyesi ... 25
3.1.3.4 Mollaahmetler Çakıltaşı Üyesi ... 25
3.1.4 Asartepe Formasyonu ... 26
3.2 Süreksizlikler ve Kıvrımlar ...28
4. İNCELEME ALANI VE YAKIN ÇEVRESİNİN DEPREMSELLİĞİ VE İVME TAHMİNLERİ ... 33
4.1 Depremsellik ...33
4.2 İnceleme Alanını Etkileyebilecek İvmelerin Tahmini ...36
5. GÜNDOĞDU HEYELANI İÇİN ÇOK PARAMETRELİ İZLEMEvvv SİSTEMİ ... 46
5.1 Yağış ve Yeraltısuyu Seviye Değişimleri ...46
5.2 Kuyu İçi Deformasyon Ölçümleri ...48
5.3 Akustik Emisyon Aktivitesinin İzlenmesi ...49
5.4 Çok Parametreli İzleme Verilerinin Değerlendirilmesi ...53
5.5 Mesafe Değişimi Ölçümleri ...57
6. JEOMEKANİK LABORATUVAR DENEYLERİ, FİZİKSEL MODELİN OLUŞTURULMASI VE MODEL DENEY DÜZENEĞİ... 67
6.1 Jeomekanik Laboratuvar Deneyleri ...67
6.1.1 Fiziksel özelliklerin belirlenmesi ... 67
6.1.2 Kumtaşı araseviyesinin makaslama dayanımının belirlenmesi... 68
6.2 Fiziksel Modelin Oluşturulması ...73
v
6.3.1 Sarsma masasının genel özellikleri ... 80
6.3.1.1 Sarsma masası ile üretilebilen ivmeler ve ölçümleri ... 82
6.3.1.2 Yatay mesafe değişimi 20 mm seçilerek üretilen ivmeler ... 85
6.3.1.3 Yatay mesafe değişimi 30 mm seçilerek üretilen ivmeler ... 89
6.3.1.4 Sarsma masasında oluşturulabilen farklı ivme şekilleri... 93
6.3.1.5 Sarsma masasının hassasiyeti ile ilgili değerlendirmeler ... 95
6.3.2 Lazer mesafe ölçüm sistemi ... 97
6.3.3 Veri kayıt sistemi... 98
6.3.4 İvme ölçer ... 99
6.3.5 Akustik emisyon veri kayıt sistemi ... 100
7. STATİK VE DİNAMİK MODEL DENEYLERİ ... 102
7.1 Eğimlendirme Deneyleri ... 102
7.2 Dinamik Sarsma Masası Deneyleri ... 111
7.3 Şok Deneyleri ... 116
7.4 Sayısal Analizler ve Deney Verileriyle Karşılaştırılmaları ... 121
8. GÜNDOĞDU HEYELANININ STATİK VE DİNAMİK DURAYLILIK ANALİZLERİ ... 126
8.1 Statik ve Psödostatik Şev Duraylılığı Analizleri ... 126
8.1.1 Analizlerde kullanılan parametrelerin seçimi ... 127
8.1.2 Gündoğdu heyelanının statik duraylılık analizi ... 128
8.1.3 Gündoğdu heyelanının psödostatik analizi ... 131
8.2 Dinamik Koşullar İçin Gerçekleştirilen Analizler ... 132
9. GÜNDOĞDU HEYELANININ ANALİTİK VE AYRIK SONLU ELEMANLAR YÖNTEMLERİ KULLANILARAK ANALİZİ ... 135
9.1 Su İçeriğine Bağlı Olarak Malzeme Özelliklerinin Değişiminin Belirlenmesi ... 137
9.2 Uzun Dönem YAS Seviye Değişimleri ve Yerdeğiştirme ile İlişkisi ... 140
9.3 Basitleştirilmiş Analitik Model ve Sonlu Elemanlar Modeli ... 142
9.3.1 Analitik model ve uygulaması ... 142
9.3.2 Yarı-sonsuz çoklu marn tabakalarının sonlu elemanlar modeli ... 143
9.4 Ayrik Sonlu Elemanlar Yöntemi (DFEM)... 145
9.4.1 Ayrık sonlu elemanlar yönteminin başlıca ilkeleri... 145
9.5 Klasik DFEM Analizleri ... 146
9.6 Yumuşama-Sertleşme Modelini İçeren DFEM Analizleri ... 153
10. SONUÇLAR VE ÖNERİLER ... 158
KAYNAKLAR ... 162
vi KISALTMALAR
AE : Akustik Emisyon
ASTM : American Society for Testing and Materials DFEM : Ayrık Sonlu Elemanlar Yöntemi
DFEM-CSH : Devirsel Yumuşama Sertleşme Modelini İçeren DFEM Yöntemi dv/dk : Dakikadaki Devir Sayısı
FEM : Sonlu Elemanlar Yöntemi
ISRM : International Society for Rock Mechanics kHz : Kilohertz
ms : Milisaniye
USGS : United States Geological Survey UTM : Universal Transverse Mercator YAS : Yeraltısuyu Seviyesi
vii
TABLO LİSTESİ Tablolar
4.1 : Denizli ve yakın çevresinde meydana gelen tarihi depremler ve etkileri ... 33
4.2 : 1900 yılından günümüze Denizli ve çevresinde meydana gelen ve büyüklüğü 5 ve daha yüksek olan depremler (KRDAE-UDİM verileri) ... 39
4.3 : İnceleme alanı için hesaplanan ivme değerleri ... 40
4.4 : İnceleme alanı için 6.3 büyüklüklü bir deprem olması durumunda hesaplanan ivme değerleri ... 40
6.1 : Belirlenen makaslama dayanımı parametreleri ... 71
6.2 : Kumtaşı ara seviyesi içeren marn örneklerinin farklı hızlardaki makaslama dayanımı parametreleri ... 72
6.3 : Yapay kumtaşı seviyesinin oluşturulabilmesi için hazırlanan karışımlar ve ağırlıkça bileşenleri ... 75
6.4 : 20 mm yatay hareket için sarsma masasının hareket karakteristikleri ... 87
6.5 : 20 mm yatay hareket için belirlenen eşitlikler... 88
6.6 : 30 mm yatay hareket için sarsma masasının hareket karakteristikleri ... 91
6.7 : 30 mm yatay hareket için belirlenen eşitlikler... 93
7.1 : Kuru ve statik durumda fiziksel model üzerinde gerçekleştirilen eğimlendirme deneyleri sonuçları ... 103
7.2 : Eğimlendirme deneylerinden belirlenen statik ve hesaplanan dinamik kayma açıları ... 109
7.3 : Nemli koşullarda gerçekleştirilen eğimlendirme deney sonuçları... 110
7.4 : Dinamik deneylerde yenilme anındaki hareket karakteristikleri ... 114
8.1 : AA’ ve BB’ kesitleri için hesaplanan güvenlik katsayıları ... 130
9.1 : Marnın artan su içeriğine bağlı olarak belirlenen makaslama dayanımı değerleri ... 139
viii
ŞEKİL LİSTESİ Şekiller
1.1 : a) Babadağ ilçesinin genel görünümü (kuzeybatıya bakış), b) Gündoğdu Mahallesi ve heyelan alanının yaklaşık sınırı (kuzeybatıya bakış), c) eğimli tabakalar üzerinde kurulu Gündoğdu Mahallesi’nin
görünümü (güneye bakış) ... 2
1.2 : Afet Kanunu kapsamında yapılaşma ve iskana kapatılan alan ... 4
1.3 : Gündoğdu Mahallesi’nde, yapı ve yollarda yamaç hareketi nedeniyle gelişen olumsuzluklara örnekler ... 5
2.1 : İnceleme alanının yerbulduru haritası ve uydu görüntüsü ... 16
2.2 : İnceleme alanının yerleşim yerlerini, yolları, akarsuları, yükseltileri ve morfolojisini gösteren harita ... 17
3.1 : İnceleme alanı ve yakın çevresinin genelleştirilmiş stratigrafik kolon kesiti ... 20
3.2 : İnceleme alanı ve yakın çevresinin jeoloji haritası ve enine kesiti ... 21
3.3 : Babadağ metamorfitlerinin ilçe merkezindeki görünümü ... 22
3.4 : Hisar Kireçtaşı Üyesinin Hisarköy’ün doğusundaki görünümü ... 23
3.5 : Ahıllı Marn Üyesi’nin Ahıllı köyü yakınındaki bir yol yarmasındaki görünümü ... 24
3.6 : Babadağ Kumtaşı Marn Üyesinin ilçe merkezinin doğusunda bir yamaçtaki görünümü ... 25
3.7 : Manastır Çakıltaşı Üyesi’nin, Demirli kuzeyindeki bir yol yarmasındaki görünümü ... 26
3.8 : Kelleci Çakıltaşı Üyesinin Yeniköy’ün güneyindeki bir yamaçtaki görünümü ... 27
3.9 : İnceleme alanında, Gündoğdu Mahallesi civarındaki yol yarmalarında alınan tabaka ölçülerine göre hazırlanan kontur diyagramı ... 28
3.10 : Denizli Havzası ve yakın çevresinin jeoloji haritası ... 29
3.11 : Ahıllı Marn Üyesi ile Kelleci Çakıltaşı Üyesinin faylı dokanağının görünümü ... 30
3.12 : Babadağ fayının Yeniköy’ün doğusundaki görünümü ... 31
3.13 : Ahıllı fayının Ahıllı’nın kuzeybatısındaki görünümü ... 31
3.14 : Hisar fay düzleminin Hisarköy’ün doğusundaki görünümü ... 32
4.1 : 1973-2003 yılları arası Denizli ve çevresinde meydana gelen depremlere ilişkin “eklenik büyüklük-zaman” ilişkisi ... 34
4.2 : 1973-2003 yılları arası Denizli ve çevresinde meydana gelen depremlere ilişkin “büyüklük-sıklık” ilişkisi ... 35
4.3 : 1900 yılından günümüze Denizli ve çevresinde meydana gelen depremler ve faylarla ilişkisi ... 35
4.4 : 1900 yılından günümüze Denizli ve çevresinde meydana gelen 5 ve daha yüksek büyüklüklü depremler ... 38
4.5 : Deprem iç merkezi ile inceleme alanı arasındaki en yakın mesafenin hesaplanması ... 39
ix
4.6 : 5 Şubat 2011’de Denizli-Akköy’de (a) ve 4 Nisan 2012 tarihinde Denizli-Baklan’da meydana gelen depremlerin Babadağ’da alınan
ivme kayıtları ... 42
4.7 : 5 Şubat 2011 tarihinde Denizli-Akköy’de meydana gelen depremin Sarayköy ve Babadağ istasyonlarında alınan ivme kayıtlarının karşılaştırılması ... 43
4.8 : 5 Şubat 2011 tarihinde Denizli-Akköy’de meydana gelen depremin Denizli çevresindeki istasyonlarda alınan ivme değerleri ve ivme azalım ilişkileri ile karşılaştırılmaları... 44
4.9 : Normal faylar için Büyüklük-kırık uzunluğu ilişkisi ... 45
4.10 : 6.8 büyüklüklü olası bir depremde Babadağ’da beklenecek en büyük ivme değeri ... 45
5.1 : Gündoğdu heyelanı çoklu izleme parametrelerinin ölçüm yerleri ... 46
5.2 : DMİ Babadağ istasyonu ve ilçeye kurulan istasyondan alınan aylık ortalama yağış miktarları ... 47
5.3 : SK-2 YAS seviyesi kayıt cihazı (a) ve SK-2 ve 3 kuyu yerleri (b) ... 47
5.4 : Babadağ ilçesi için Eylül 2002 ile Mart 2011 arasındaki yıllık toplam yağış miktarları ve SK-2 kuyusundaki YAS seviyesi düşümü ... 48
5.5 : Kuyu içi deformasyon ölçüm sistemi... 49
5.6 : Farklı eşik seviyelerine göre üretilen AE sayıları ... 51
5.7 : Arazi AE izleme sisteminin genel özellikleri ... 51
5.8 : AE-1, 2, 3 ve 4 istasyonlarının görünümleri ve ayrıntılar ... 52
5.9 : 06.08.2005 ile 31.12.2006 tarihleri arasında kuyu içi deformasyon verisinin YAS seviyesi, yağış ve AE aktivitesi ile ilişkisi ... 54
5.10 : 04.01.2007 ile 02.12.2007 tarihleri arasında kuyu içi deformasyon verisinin AE aktivitesi ile ilişkisi ... 55
5.11 : 04.08.2008 ile 25.06.2009 tarihleri arasında kuyu içi deformasyon verisinin, YAS seviyesi ve yağış ile ilişkisi ... 56
5.12 : Lazermete ile mesafe ölçümü ... 57
5.13 : Lazermetreyle alınan ölçümlerde kullanılan mesafe ölçüm noktaları ... 58
5.14 : 1, 2, 3, 4/1 ve 4/2 no.lu istasyonlardaki mesafe değişimleri ve bunların yağışla ilişkisi... 59
5.15 : 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ve 16 no.lu istasyonlardaki mesafe değişimleri ve yağışla ilişkisi ... 60
5.16 : AE-4 istasyonu mesafe ölçüm sistemi (telin gerilmesiyle dönen diske sabitlenmiş eğim algılayıcı (a), istasyonun görünümü (b) ... 61
5.17 : AE-4 istasyonunda ölçülen mesafe değişimi ve yağışla olan ilişkisi ... 62
5.18 : AE-4 istasyonunun alt ve üst kesimlerinde gözlenen deformasyonlar ... 63
5.19 : AE-4 istasyonu yerdeğiştirme verisi ile AE-1 istasyonu aktivite sayılarının karşılaştırılması ... 64
5.20 : AE-4 istasyonu yerdeğiştirme verisi ile AE-2 istasyonu aktivite sayılarının karşılaştırılması ... 65
5.21 : AE-4 istasyonu yerdeğiştirme verisi ile AE-3 istasyonu aktivite sayılarının karşılaştırılması ... 65
5.22 : AE-4 istasyonu yerdeğiştirme verisi ile AE-4 istasyonu aktivite sayılarının karşılaştırılması ... 66
6.1 : Birim hacim ağırlıkların belirlendiği kumtaşı ara yüzeyli prizmatik marn örnekleri ... 67
6.2 : Kumtaşı ara seviylerinden örselenerek alınmış örneğin tane boyu dağılımı ... 68
x
6.3 : Marn ve kumtaşından hazırlanan ince kesitlerin görünümleri ... 69 6.4 : Makaslama kutusu deney sistemi (veri alım ünitesi ve makaslama
deney cihazı), hazırlanan prizmatik örnekler ve deney esnasındaki nemlendirme işleminden görünümler ... 70 6.5 : 0.5 mm/dk hızındaki deneyde elde edilen makaslama
gerilmesi-yerdeğiştirme grafikleri ... 71 6.6 : Kumtaşı ara seviyesi içeren marn örneklerinin farklı makaslama
hızlarındaki doruk makaslama yenilmesi zarfları ... 72 6.7 : Kumtaşı ara seviyesi içeren marn örneklerinin farklı makaslama
hızlarındaki artık makaslama yenilmesi zarfları ... 72 6.8 : Fiziksel model hazırlanış aşamaları ... 74 6.9 : Makaslama deneyleri için hazırlanan I, II ve III no.lu karışım örnekleri ... 75 6.10 : I no.lu (% 1) karışımın makaslama yerdeğiştirmesi-gerilmesi
grafikleri ... 76 6.11 : II no.lu (% 4) karışımın makaslama yerdeğiştirmesi-gerilmesi
grafikleri ... 76 6.12 : III no.lu (% 8) karışımın makaslama yerdeğiştirmesi-gerilmesi
grafikleri ... 76 6.13 : I nolu (% 1) karışım örneklerinin makaslama deneyi sonrası
görünümleri ... 77 6.14 : Hazırlanan kumtaşı örneklerinin farklı bağlayıcı oranlarındaki
yenilme zarfları ... 77 6.15 : Fiziksel modelin deney düzeneğine aktarılması ... 78 6.16 : Laboratuvar koşullarında hazırlanan fiziksel modelin ölçekli
görünümü ... 79 6.17: Tez çalışmasında kullanılan sarsma masası ve deney düzeneğinin
detaylı görünümü ... 83 6.18 : Yerdeğiştirme verisinden hız ve ivmenin hesaplanması aşamaları ... 84 6.19 : 30 dv/dk motor hızında alınan yerdeğiştirme ve hesaplanan hız ve
ivme değerleri ... 85 6.20 : Masanın 20 mm yatay hareketi için 10-190 dv/dk arası hesaplanan
yerdeğiştirme, hız ve ivme grafikleri ... 86 6.21 : 20 mm yatay harekette hız ile dakikadaki devir sayısının ilişkisi ... 88 6.22 : 20 mm yatay harekette ivme ile dakikadaki devir sayısının ilişkisi ... 88 6.23 : 20 mm yatay harekette frekans ve peryotun dakikadaki devir sayısı ile
ilişkisi ... 89 6.24 : Masanın 30 mm yatay hareketi için 10-190 dv/dk arası hesaplanan
yerdeğiştirme, hız ve ivme grafikleri ... 90 6.25 : 30 mm masa hareketi için dakikadaki devir sayısı ile hesaplanan hız
ilişkisi ... 91 6.26 : 30 mm masa hareketi için dakikadaki devir sayısı ile hesaplanan ivme
ilişkisi ... 92 6.27 : 30 mm yatay harekette frekans ve periyodun dakikadaki devir sayısı
ile ilişkisi ... 92 6.28 : 20 ve 30 mm’lik yatay hareket miktarları için hız ve ivme
değerlerinin dakikadaki devir sayılarıyla değişimi ... 93 6.29 : 20 mm’lik yatay harekette 120-30 dv/dk arasında üretilen ve giderek
azalan ivme değerleri grafiği ... 94 6.30 : 20 mm’lik yatay harekette 30-120 dv/dk arasında üretilen ve giderek
xi
6.31 : 20 mm’lik yatay harekette değişen devirlerde üretilen ivme değerleri
grafiği ... 94
6.32 : 20 mm’lik hareket için ivme ölçerin kaydettiği ve hesaplanan değerlerin karşılaştırılması ... 95
6.33 : 30 mm’lik hareket için ivme ölçerin kaydettiği ve hesaplanan değerlerin karşılaştırılması ... 96
6.34 : Lazer mesafe ölçüm sisteminin bileşenleri... 96
6.35 : Graphtec 8 kanallı veri kayıt cihazı ... 98
6.36 : G-MEN DR02a portatif ivme ölçer ... 99
6.37 : AE veri alım sistemi (a) ve modele tutturulmuş AE algılayıcısı (b) ... 100
6.38 : Deneylerde kullanılan AE veri alım sisteminin bileşenleri ... 100
7.1 : Eğimlendirme deney düzeneği ... 103
7.2 : Kuru koşullarda gerçekleştirilen eğimlendirme deneylerinde alınan verilerin grafik olarak sununmu ... 104
7.3 : Kayan bloğa etkiyen kuvvetler ... 105
7.4 : Eğimlendirme deneylerinde kaydedilen zamana bağlı blok yerdeğiştirmeleri ve hareketleri en iyi temsil eden eğriler ... 108
7.5 : Nemli koşullardaki eğimlendirme deneylerinde alınan verilerin grafikleri ... 110
7.6 : Dinamik model deney düzeneği ve ölçüm sistemlerinin görünümü... 111
7.7 : 16, 18 ve 20o’lik eğimlerde gerçekleştirilen dinamik deneylerde masa ivmesi, blok hareketi ve AE aktivitesi arasındaki ilişki ... 112
7.8 : 22 ve 24o’lik eğimlerde gerçekleştirilen dinamik deneylerde masa ivmesi, blok hareketi ve AE aktivitesi arasındaki ilişki ... 113
7.9 : Dinamik model deneylerde elde edilen eğim miktarı, statik kayma açısı ve kritik ivme arasındaki ilişki ... 114
7.10 : 18o’lik eğimde nemli koşullarda gerçekleştirilen dinamik deneylerde masanın ürettiği ivme ile blok hareketi arasındaki ilişki... 116
7.11 : Şok deney düzeneğinden görünümler (a, b) ve nemlendirme işlemi (c) . 117 7.12 : Kuru koşullarda, 16o’lik eğimde gerçekleştirilen şok deneyi sonuçları .. 118
7.13 : Nemli koşullarda, 16o’lik eğimde gerçekleştirilen şok deneyi sonuçları ... 118
7.14 : Kuru koşullarda, 20o’lik eğimde gerçekleştirilen şok deneyi sonuçları .. 119
7.15 : Nemli koşullarda, 20o’lik eğimde gerçekleştirilen şok deneyi sonuçları ... 119
7.16 : Kuru koşullarda, 24o’lik eğimde gerçekleştirilen şok deneyi sonuçları .. 120
7.17 : Nemli koşullarda, 24o’lik eğimde gerçekleştirilen şok deneyi sonuçları ... 120
7.18 : Eğimli kayma yüzeyi üzerindeki bloğa etkiyen kuvvetler ... 122
7.19 : 16, 18 ve 20o’lik eğimlerde gerçekleştirilen deneylerde ölçülen ve hesaplanan yerdeğiştirme miktarlarına ilişkin grafikler ... 124
7.20 : 22 ve 24o’lik eğimlerde gerçekleştirilen deneylerde ölçülen ve hesaplanan yerdeğiştirme miktarlarına ilişkin grafikler ... 125
8.1 : Duraylılık analizlerinde kullanılan AA’ ve BB’ kesit hatlarının konumları ... 127
8.2 : Analizlerin gerçekleştirildiği AA’ ve BB’ kesitleri ve tanımlanan kayma yüzeyi ile YAS profilleri ... 129
8.3 : AA’ kesiti ve YAS seviyesinin Slopac yazılımına yüklenmiş halde görünümü ... 130
xii
8.4 : AA’ ve BB’ kesitleri için hesaplanan güvenlik katsayısı ile psödostatik yer ivmesi değerlerinin değişimi ... 131 8.5 : Yamaca etkiyen kuvvetler ... 133 8.6 : Mw: 6.8’lik olası bir deprem için hesaplanan yerdeğiştirme miktarları ... 134 9.1 : Marn örnekleri üzerinde yapılan makaslama deneylerinde elde edilen
makaslama gerilmesi-makaslama yerdeğiştirme grafikleri ... 137 9.2 : Marn örneklerinin kuru koşullar için belirlenen doruk ve artık
makaslama yenilmesi zarfları ... 137 9.3 : Prizmatik örneğin suya doyurulma işlemi ... 138 9.4 : Marn örneğinin zamana bağlı olarak belirlenen su emme miktarları ... 138 9.5 : Farklı su içerikleri için makaslama gerilmesi-makaslama
yerdeğiştirmesi grafikleri ... 139 9.6 : Marnın su içeriğine bağlı olarak makaslama dayanımındaki düşüş ... 140 9.7 : AE-4 istasyonunda ölçülen yerdeğiştirme verisi ile yağış ilişkisi ... 141 9.8 : YAS seviyesinde görülen yükselim ve ilgili yükselime neden olan
toplam yağış miktarı ilişkisi ... 142 9.9 : Ölçülen ve hesaplanan yerdeğiştirmelerin karşılaştırılmaları ... 143 9.10 : Ölçülen ve hesaplanan yerdeğiştirmelerin karşılaştırılması ... 144 9.11 : SK-3 kuyusunda ölçülen zamana bağlı birim deformasyon davranışı .... 144 9.12: Seçilen zamanlar için hesaplanan yerdeğiştirmeler ... 144 9.13 : DFEM analizi için FEM eleman ağı ... 146 9.14 : 1. Durum için 1. (a) ve 12. (b) hesaplama adımlarında elde edilen
yerdeğiştirme miktarları ... 147 9.15 : 1. durum için 12. adım sonundaki asal gerilme dağılımı ... 147 9.16 : 1. durum için 12. adım sonunda elde edilen makaslama gerilmesi
eşdeğer eğrileri ... 147 9.17 : 2. durum için 12. hesaplama adımı sonunda elde edilen yerdeğiştirme
miktarları ... 148 9.18 : 2. durum için 12. hesaplama adımı sonunda elde edilen makaslama
gerilmesi eşdeğer eğrilerinin dağılımı ... 148 9.19 : 3. durum için 1. (a) ve 12. (b) hesaplama adımlarında elde edilen
yerdeğiştirme miktarları ... 149 9.20 : 3. durum için 1. hesaplama adımı sonunda elde edilen makaslama
gerilmesi eşdeğer eğrilerinin dağılımı ... 149 9.21 : 3. durum için 12. hesaplama adımı sonunda elde edilen makaslama
gerilmesi eşdeğer eğrilerinin dağılımı ... 150 9.22 : 4. durum için 1. hesaplama adımında elde edilen yerdeğiştirme
miktarları ... 150 9.23 : 4. durum için 12. hesaplama adımında elde edilen yerdeğiştirme
miktarları ... 150 9.24 : 5. durum için 1. (a) ve 12. (b) hesaplama adımlarında elde edilen
yerdeğiştirme miktarları ... 151 9.25 : 6. durum için 1. (a) ve 12. (b) hesaplama adımlarında elde edilen
yerdeğiştirme miktarları ... 152 9.26 : 6 durum için yamaç topuğu için elde edilen yerdeğiştirmelerin
karşılaştırılması ... 153 9.27 : 6 durum için topukta elde edilen yerdeğiştirme oranlarının
karşılaştırılması ... 153 9.28 : Analizlerde 1. ve 215. gün sonlarında elde edilen yerdeğiştirme
xiii
9.29 : Hesaplamalarda 1. ve 215. günlerin sonu için elde edilen asal gerilme değerleri ve en büyük makaslama gerilmesi eşdeğer eğrileri ... 155 9.30 : Yamaç üzerinde seçilen 3 noktanın 215. gün için hesaplanan
yerdeğiştirme miktarları ... 156 9.31 : Farklı zamanlar için belirlenen yerdeğiştirme miktarları ... 157
xiv
SEMBOL LİSTESİ
A : Kayma Yüzeyi Uzunluğu
a20 : Sarma Masasının 20 mm Yatay Hareketi İçin Üretilen İvme a30 : Sarma Masasının 30 mm Yatay Hareketi İçin Üretilen İvme ac : Kritik Taban İvmesi
ah : Yatay Yöndeki İvme Bileşeni amaks : En Büyük Yer İvmesi
av : Düşey Yöndeki İvme Bileşeni
c : Kohezyon
Eh : Yatay Yöndeki Deprem Yükü Ev : Düşey Yöndeki Deprem Yükü
F20 : Sarma Masasının 20 mm Yatay Hareket Frekansı F30 : Sarma Masasının 30 mm Yatay Hareket Frekansı g : Yer çekimi ivmesi
Gd : Kuru Durumdaki Kayma Modülü Gp : Plastik Deformasyon Modülü Gs : Doygun Durumdaki Kayma Modülü
hRF : Yağış Aktivitesine Bağlı Toplam Yağış Miktarı
ML : Yerel Büyüklük Cinsinden Deprem Büyüklüğü Ms : Yüzey Dalgası Cinsinden Deprem Büyüklüğü MW : Depremin Moment Büyüklüğü
N : Kayma Yüzeyine Dik Etkiyen Normal Kuvvet
p : Basınç
ru : Gözenek Suyu Basınç Katsayısı S : Kaymaya Karşı Makaslama Kuvveti
T20 : Sarma Masasının 20 mm Yatay Hareket Periyotu T30 : Sarma Masasının 30 mm Yatay Hareket Periyotu
V20 : Sarma Masasının 20 mm Yatay Hareketi İçin Üretilen Hız V30 : Sarma Masasının 30 mm Yatay Hareketi İçin Üretilen Hız W : Kayan Bloğun Ağırlığı
hw : YAS seviye değişimi (yükselimi)
a : Kayma Düzleminin (tabaka) Yatayla Yaptığı Açı : İçsel Sürtünme Açısı
dinamik : Dinamik Kayma Açısı statik : Statik Kayma Açısı : Birim Hacim Ağırlık
ms : Mikro Gerinme
: Yoğunluk
: Normal Gerilme
xv ÖZET
BABADAĞ (DENİZLİ) İLÇESİNDEKİ YAMAÇ DURAYSIZLIĞININ ÇOK PARAMETRELİ İZLEME TEKNİKLERİ, FİZİKSEL MODEL DENEYLERİ
VE MATEMATİKSEL YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ
Bu tez çalışmasında, rapor edildiği ilk tarihten günümüze değin yaklaşık 70 yılı aşkın bir süredir Denizli ili Babadağ ilçe merkezinde görülen ve ilçe halkını olumsuz yönde etkileyen Gündoğdu heyelanı incelenmiştir. Güncel izleme verileri ışığında hareketin seyrinin araştırılması, statik ve dinamik model deneyleriyle kayma hareketinin laboratuvar koşullarında incelenmesi, limit denge ve sayısal analizlerle hareketin incelenmesi ve ayrıca yağışa bağlı yeraltısuyu seviye değişikliklerinin yamaç duraysızlığına etkilerinin dinamik koşulları da kapsayacak şekilde incelenmesi amaçlanmıştır.
Bu kapsamda, Gündoğdu yamaç hareketinin ele alındığı çalışmalar ile inceleme alanı ve yakın çevresi için yapılmış jeoloji çalışmaları incelenmiştir. Yamaç hareketini kontrol eden jeolojik yapı saha çalışmaları ile incelenmiş ve inceleme alanı ve yakın çevresi için önceki çalışmalarda hazırlanan haritalardan yararlanılarak jeoloji haritası ve bir enine kesit hazırlanmıştır.
Bölgenin depremsellik açısından aktif bir bölgede yeralmasından dolayı, 1900 yılından günümüze değin yakın çevrede meydana gelmiş, 5 ve daha yüksek büyüklükteki depremler belirlenmiş ve inceleme alanı ile bu deprem odak ve merkez üstü uzaklıkları arası mesafeler belirlenerek yamacı etkilemiş olabilecek ivme değerleri Türkiye verileri kullanılarak geliştirilmiş azalım ilişkileri ile tahmin edilmiştir.
2000 yılından bu yana yerinde izlenen parametreler değerlendirilmiştir. Bu parametreler; Kuyu içi deformasyon ölçümü, akustik yayılma aktivitesi, yağış, yeraltısuyu seviye değişimi ve belirli noktalarda gerçekleştirilen mesafe ölçümü verileridir. Bu verilerin yamaç hareketi ile olan ilişkileri araştırılmıştır. İzleme verileri hareketin seyrinin değişen hızlarda sürdüğünü göstermiştir. Elde edilen izleme verileri, sayısal ve duraylılık analizlerinde kullanılmıştır.
Analizlerde kullanılmak üzere araziden alınan örselenmemiş örnekler üzerinde yamacı oluşturan birimlerin fiziksel ve mekanik özellikleri tayin edilmiştir. Ayrıca yamaç hareketinin laboratuvar koşullarında incelenmesi amacıyla kumtaşı ara seviyeli marn tabakalarından oluşan fiziksel bir model oluşturulmuştur. Model deneylerinin gerçekleştirileceği sarsma masası ve deneylerde kullanılan ölçüm ve veri kayıt sistemleri incelenerek deneylere hazır hale getirilmiştir.
İlçe merkezinde yamaç hareketinin etkilediği alanda iki adet kesit alınarak bu kesitler üzerinde statik ve psödostatik duraylılık analizleri yapılmıştır. Model; sarsma masası
xvi
kullanılarak statik konumda eğimlendirme deneylerine, ardından 16-24o arası eğimlerde sabitlenerek dinamik ve şok deneylerine tabi tutulmuştur. Deneyler kuru koşullarda gerçekleştirilmiş olup, ayrıca nemli koşullarda da yapılmaya çalışılmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Sarsma masası ile üretilen ivmeler ile modelin üst bloğunun hareketi incelenmiş ve eğim miktarı ile kritik ivme arasındaki ilişki ortaya konulmuştur. Eğim miktarının artışına bağlı olarak kritik ivme miktarının azaldığı görülmüştür. Deneylerde ölçülen değerler sayısal olarak hesaplanan değerlerle karşılaştırılmış ve sonuçların birbiri ile uyumlu olduğu belirlenmiştir.
Statik ve psödostatik limit denge analizleri yapılmış ve dinamik etki altında yamacın göstereceği davranış hesaplanmıştır. Ayrık sonlu elemanlar yaklaşımı kullanılarak arazi ölçeğinde analizler gerçekleştirilmiş ve uzun dönemde yamaçta görülebilecek yerdeğiştirme miktarları hesaplanmıştır. Son olarak kayma zonundaki malzemenin, yağışlara bağlı olarak yeraltısuyu seviyesinin değişimiyle su içeriğinin artışı ve deformabilite özelliklerinde görülebilecek değişiklikleri temel alan devirsel yumuşama ve sertleşme modeli ile yamaç hareketi açıklanmıştır. Hesaplanan yerdeğiştirme miktarları ilgili döneme ait ölçülen değerlerle karşılaştırılmış, değerlerin birbirine yakın olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimeler:Gündoğdu heyelanı (Babadağ), fiziksel model, sarsma masası, yamaç duraylılığı, çok parametreli izleme.
xvii SUMMARY
INVESTIGATION OF THE SLOPE INSTABILITY IN BABADAĞ TOWN (DENİZLİ) USING MULTI PARAMETER MONITORING TECHNIQUES,
PHYSICAL MODEL TESTS AND MATHEMATICAL METHODS
In this thesis, Gündoğdu landslide, which has been affecting the people in the center of Babadağ town of Denizli for more than 70 years, was investigated. For this aim, recent field monitoring data was analyzed, laboratory model tests were carried out, limit equilibrium and numerical analysis were performed and finally slope movement was explained by a model which is based on deformability of sliding zone material by groundwater level fluctuations.
In this context, studies have dealt with Gündoğdu slope movement and geological studies which were made for the study area and its surroundings were investigated. Geological structure that control the movement of the slope was investigated by field studies and geological map and cross section were prepared conisdering the previous studies.
Study area is located in seismically active region, the earthquakes near the study area with magnitude 5 and higher were selected and epicentral, hypocentral distances were determined. Ground accelerations by those earthquakes were predicted by attenuation relationships which were deveolped by some researchers using Turkish data.
Field monitoring parameters since 2000 were evaluated. These parameters are borehole strain data, acoustic emission data, rainfall, groundwater levels and distance measurement values. Relation between these parameters and long term slope movement were investigated. According to field monitoring data, unstable condition of the slope is ongoing in varying rates. Findings were used in stability and numerical analysis.
Physical and mechanical properties were determined on disturbed and undisturbed soil samples for the stability analysis. In addition, for investigation the slope movement in laboratory condition a physical model consisting marl and sandstone intercalations were prepared. A shaking table, data monitoring and acqusition devices investigated and prepared for the tests.
Two cross sections were taken for the static and pseudostatic stability analysis. Model tests performed using shaking table. Firstly tilting tests, after dynamic stability tests were performed in dry conditions. In addition, tests were tried to perform under wet condition and result were discussed. In dynamic tests, base accelerations, block movement and dip values were investigated and relation between base acceleration and dip values were determined. By increasing of the base
xviii
angle, decreasing of the critical acceleration was determined. Measured and calculated reselts were compared.
Static and pseudostatic analysis were performed. In order to calculate the earthquake induced displacements, dynamic stability analyses were also carried out. Numerical analysis in field scale were conducted using discrete finite element analysis to calculate long term slope displacements. Finally, creep type Gündoğdu slope movement was explained by cyclic softening and hardening model which is based on deformability properties of marl by saturation from groundwater level fluctuations. The calculated and measured displacement were compared and similar results were obtained.
Key Words: Gündoğdu landslide (Babadağ), physical model, shaking table, slope stability, multi parameter monitoring.
1 1. GİRİŞ
1.1 Tezin Kapsamı ve Amacı
Heyelanlar, kaya, zemin veya moloz türü malzemenin yamaç eğimi yönünde aşağı hareket etmesi olarak tanımlanır (Cruden, 1991). Nüfus artışı ve kentleşme süreçlerine bağlı olarak yerleşim alanlarının duraysız yamaçlara doğru ilerlemesi, yol ve çeşitli inşaat kazıları, ormanlık alanların azalması vb. insan etkileri heyelanların meydana gelmesine veya tetiklenmesine neden olur.
Jeomorfolojik özellikler, düşük dayanımlı zemin veya kaya malzemesi özellikleri, şiddetli ve ani yağışların olumsuz etkileri, bitki örtüsü azlığı gibi faktörlerin etkisi altında, yerleşim yerlerinde görülen heyelanlar (yamaç duraysızlıkları) boyutlarıyla orantılı olarak can ve mal kayıplarına sebep olmasının yanı sıra, olumsuz sosyo-ekonomik sonuçlara neden olabilmektedir. Yağışlara bağlı olarak artan gözenek suyu basınçları ve depremlerin oluşturduğu dinamik tekrarlı yüklemeler heyelanların tetiklenmesine neden olan en yaygın etkenlerdendir.
Amerika Birleşik Devletleri, Japonya, Avusturya, Fransa, İtalya, İsviçre ve Hindistan’da heyelanlardan kaynaklanan yıllık ekonomik kayıpların 1 ile 5 milyar dolar arasında olduğu tahmin edilmektedir (Aleotti ve Chowdhury, 1999; Gökçeoğlu ve Ercanoğlu, 2001’den). Amerika Birleşik Devletlerinde heyelanların yılda 25-50 arası insanın yaşamını yitirmesine neden olduğu ve can ve ekonomik kayıpların depremlerden kaynaklanan kayıpları aştığı belirtilmiştir (Schuster and Fleming, 1986; Dai ve diğ., 2002’den). Li ve Wang (1992), Çin’de 1951 ile 1989 yılları arasında meydana gelen heyelanlarda toplam 5000 kişinin yaşamını yitirdiğini bir başka deyişle yıllık ortalama 125 can kaybı ve 500 milyon dolarlık ekonomik kaybın meydana geldiğini belirtmişlerdir (Dai ve diğ., 2002).
Babadağ (Denizli) ilçesi, Gündoğdu mahallesinin kurulu olduğu alanda, yetmiş yılı aşkın bir süredir düşük hızda seyreden ve Gündoğdu heyelanı olarak adlandırılan yamaç hareketi, hareketin gerçekleştiği alanda yaşayan halkı olumsuz yönde etkilemektedir. İlçe merkezinin büyük kısmının üzerinde kurulu olduğu Babadağ
2
kumtaşı-marn üyesi içinde görülen hareket, Gökdere vadisine doğru eğimli tabaka düzlemlerine paralel olarak seyretmektedir (Şekil 1.1).
Şekil 1.1 : a) Babadağ ilçesinin genel görünümü (kuzeybatıya bakış), b) Gündoğdu Mahallesi ve heyelan alanının yaklaşık sınırı (kuzeybatıya bakış), c) eğimli tabakalar üzerinde kurulu Gündoğdu Mahallesi’nin görünümü (güneye bakış).
3
Gündoğdu heyelanı ilk kez Önay (1946) tarafından rapor edilmiştir. Daha sonraki yıllarda ilçe merkezi “afet bölgesi” kapsamına alınmıştır. 1948 yılında meydana gelen büyük yangın sonucunda ilçe merkezinin Denizli’ye daha yakın bir yerleşim yeri olan Göveçlik’e taşınması gündeme gelmiş, ancak halk taşınmaya razı olmamıştır (Özpınar ve diğ., 1999b). Ergün (1969) tarafından ilçe merkezinde yapılan etüdlerde Fevzi Çakmak, Atatürk, Gündoğdu ve İsmet Paşa mahallelerinin potansiyel heyelan bölgesi oldukları ve bu mahallelerde yaşayan insanların daha güvenli alanlara taşınması gerektiği belirtilmiştir (Özpınar ve diğ., 1999b). Yamaç hareketi günümüze değin halkı olumsuz yönde etkilemeye devam etmiş ve artan nüfusla birlikte daha fazla sayıda insan, hareketin meydana getirdiği olumsuzluklarla yüz yüze kalmıştır.
2000 yılından itibaren sözkonusu yamaç hareketinin mekanizması ve harekete katkı sağlayabilecek nedenler uluslararası bilimsel bir proje kapsamında araştırılmaya başlanmıştır. Bu araştırmalar, arazi ve laboratuvar deneylerinin yanı sıra çeşitli arazi izleme tekniklerini kapsamaktadır. Bu teknikler; Belli noktalarda mesafe değişimi ölçümleri, yeraltısuyu seviyesi değişimlerinin otomatik ölçümü, kurulan meteoroloji istasyonu ile bölgeye düşen yağış miktarının ölçülmesi, akustik yayılma (AE) aktivitesi ölçümleri ve kuyu içi deformasyon ölçümleridir. Bu çalışmalardan elde edilen bulgular, çeşitli analizler ve değerlendirmeler ulusal ve uluslararası yayınlarla kamuoyuna sunulmuştur (Aydan, 2003a; Çevik, 2003; Çevik ve Ulusay, 2005; Kumsar ve diğ., 2004; Tano ve diğ., 2006a, b, Tano ve diğ., 2008, Çelik ve diğ., 2011).
Gündoğdu heyelanı ile ilgili yapılan araştırmaların ve bulguların ışığında, ilçe merkezinin afet bölgesi ilan edilebilmesi için gereken süreç resmi kuruluşlarca yeniden başlatılmıştır. Afet İşleri Genel Müdürlüğü teknik elemanlarınca yerinde inceleme ve etütler yapılmıştır. Hazırlanan jeolojik etüt raporunda heyelanın önlenemeyeceği belirtilmiş ve afete maruz kalmış alanın sınırları belirlenmiştir. Afete maruz bölgede 452 konut, 145 işyeri ve 19 resmi yapının bulunduğu belirtilmiş, afetzede ailelerin nakledilmesinin gerektiği vurgulanmıştır (Altaylı ve diğ., 2006). Bunun üzerine 7269 sayılı Afet Kanunun 1. maddesine göre muhtemel heyelan afeti için Bayındırlık ve İskan Bakanlığınca, 24.11.2006 gün ve 52/20407 sayı ile “Genel hayata etkililik oluru” alınmıştır. Böylece Afet Kanunu kapsamında söz konusu alanda yaşayan halkın nakledilmesi kesinleşmiştir. Bakanlar Kurulunun
4
06.02.2007 tarih ve 11684 sayılı kararı ile Gündoğdu heyelanı “Afete maruz bölge” olarak ilan edilmiştir. Böylece 94.350 m2’lik bölgede yapılaşma ve iskân yasağı getirilmiştir (Şekil 1.2a). Yasal süreç devam etmiş ve riskli alanda yaşayan halk için ilçe merkezi dışında, Denizli il merkezine yakın bir yerde yeni bir yerleşim alanı belirlenmiştir. Konut ve işyerlerinin inşaatı tamamlanarak, halkın taşınması aşamasına gelinmiştir (Şekil 1.2b).
Şekil 1.2 : Afet Kanunu kapsamında yapılaşma ve iskana kapatılan alan, (a) (Altaylı ve diğ., 2006) ve yeni yerleşim yerinde inşa edilen yapılar (b).
Uzun süreli Gündoğdu heyelanının etkili olduğu alanda meydana getirdiği olumsuzluklar aşağıdaki gibi guruplandırılabilir. Harekete bağlı olarak görülen söz konusu bu olumsuzluklara örnekler Şekil 1.3’de verilmiştir.
5
Şekil 1.3 : Gündoğdu Mahallesi’nde, yapı ve yollarda yamaç hareketi nedeniyle gelişen olumsuzluklara örnekler.
6
a) Yapılarda belirgin olarak düşeyden sapmalar: Çoğu binanın yaşam koşullarını güçleştirecek derecede eğimlendiği ve bu nedenle bazı binaların terkedildiği görülmektedir (Şekil 1.3 a, b, c, d).
b) Oturmalar: Özellikle eski binalarda oturmanın etkisi çok belirgin olarak gözlenebilmektedir. Bazı binaların kapı eşiklerinin yol seviyesinden birkaç basamak aşağıda olduğu ve bu seviyeye kadar binanın zemine oturduğu net olarak anlaşılmaktadır (Şekil 1.3 l, p, r).
c) Sıva ve duvarlarda çatlama ve açılmalar: Çok tipik olarak gözlenen sıva ve duvar çatlakları hemen hemen hareketin etkin olduğu alandaki tüm binalarda belirgindir. Bu çatlakların zaman zaman onarıldığı bilinmekte ve bunun sürekli karşılaşılan bir durum olmasından dolayı yaşayan halk tarafından kanıksanmıştır. İleri derecede açılmaların görüldüğü eski binalarda dış duvar yüzeyleri teneke levhalar ile kaplama yoluyla onarılmaktadır (Şekil 1.3 e, f, g, h, n, o, s, t).
d) Yollarda görülen hasarlar: Hareketin doğal bir sonucu olarak, yolların zamanla deforme olduğu ve belirli bir zamandan sonra yol üst kaplamalarında açılmalar meydana gelerek yolun kullanılmaz hale geldiği ve onarıldığı belediye görevlilerince belirtilmiştir (Şekil 1.3 k, m, r).
e) Alt yapı elemanlarındaki hasarlar: Gömülü kanalizasyon ve su iletim hatlarında harekete bağlı olarak kırılma ve kaçakların olduğu, meydana gelen hasarların sürekli olarak izlendiği ve tekrar tekrar onarıldığı yine belediye görevlileri tarafından belirtilmiş ve tez çalışması süresinde de gözlenmiştir.
Bu tez çalışmasında, Gündoğdu heyelanı üzerinde etkili olan jeolojik koşullar (tabakalanma), şevi oluşturan birimlerin fiziksel, mekanik özellikleri ile yağışların değişikliklerinin yamaç duraysızlığına etkilerinin dinamik koşulları da kapsayacak şekilde incelenmesi, ayrıca yamaç hareketinin seyrinin önerilen mekanik bir model ile açıklanmsı amaçlanmıştır.
Jeolojik yapının yamaç hareketine etkisinin araştırılması amacıyla önceki çalışmalardan da yararlanılarak, inceleme alanı ve yakın çevresinin jeolojik haritası derlenmiş ve bir enine kesit hazırlanmıştır. Bu aşamada, arazi gözlemleri ile yamaç hareketinin gözlendiği alandaki yapısal özellikler ve değişimleri incelenmiştir.
Babadağ ilçe merkezi depremsellik açısından aktif bir alanda kuruludur. Depremsellik, Denizli Havzası olarak da adlandırılan çöküntü alanını kuzey ve
7
güneyden sınırlayan normal fay sistemleri tarafından kontrol edilmektedir. Havza içinde meydana gelebilecek bir deprem etkisiyle büyük boyutlu bir hareketin olması sonucunda, önemli can ve mal kayıpları meydana gelebilecektir. Bu amaçla bölgenin deprem aktivitesi göz önünde bulundurularak çeşitli azalım ilişkileri ile inceleme alanında görülebilecek yer ivmesi değerleri tahmin edilmiştir.
Yerinde, lazerli el mesafe ölçeri kullanılarak ölçülen yerdeğişimi miktarları, yağış ve yeraltısuyu seviyesi değişimleri ve kuyu içi deformasyon ölçümü verileri ayrıca akustik yayılma (AE) aktivitesi verileri yamaç hareketinin değerlendirilmesinde kullanılmıştır.
Önceki çalışmalarda farklı jeomekanik laboratuvar ve arazi deneyleri yapılarak çalışmada gerekli olan malzeme ve süreksizlik özellikleri belirlenmiştir. Bu tez çalışması kapsamında, fiziksel model oluşturulabilmesine yönelik amaçlarla, bu sahaya ait önceki çalışmalara ek olarak bazı fiziksel ve mekanik deneyler gerçekleştirilmiştir.
Fiziksel modelin oluşturulabilmesi ve tezin amacı doğrultusunda dinamik deneyler yapılması amacıyla araziden blok boyutunda örnekler derlenmiş ve kumtaşı araseviyesi içeren marn tabakalarından oluşan bir fiziksel model oluşturulmuştur. Tek yönde hareket edebilen, aynı zamanda üst yüzeyi hidrolik bir piston yardımıyla eğimlendirilebilen bir sarsma masası kullanılarak statik durumda eğimlendirme deneyleri yapılmış, ardından farklı eğim açılarında dinamik deneyler gerçekleştirilmiştir. Dinamik deneylerde ivme yerdeğiştirme miktarları izlenmiş ve farklı eğim açılarında bloğu hareket ettirecek kritik ivme değerleri belirlenmiştir. Dinamik model deneyleriyle, düzlemsel kayma potansiyeline sahip kumtaşı ara seviyeli marn tabakalarının dinamik etki altındaki kayma davranışı ortaya konulmuştur.
Her bir dinamik deneyde ölçülen yerdeğiştirme miktarları, ilgili her deney için gerçekleştirilen sayısal analizlerden hesaplanan yerdeğiştirme miktarlarıyla karşılaştırılmıştır.
Yamaç hareketinin görüldüğü alanı temsil eden topoğrafik kesitler üzerinde, statik ve psödostatik koşullar için şev duraylılığı analizleri yapılmıştır. Arazide alınan tabaka eğimleri, ölçülen uzun dönemli yeraltısuyu seviyesi verisi ve yapılan fiziksel ve mekanik deney sonuçları analizlerde kullanılmıştır.
8
Gündoğdu heyelanında meydana gelebilecek deformasyonların kestirilebilmesi için ayrık elemanlar metodu yaklaşımı kullanılarak analizler yapılmıştır. Ayrıca yağış ve yeraltısuyu seviyesi değişimlerine bağlı olarak, kayma zonundaki marnın su içeriğine bağlı olarak deforme olması ve kurumaya bağlı olarak defromasyonun durması temeline dayalı devirsel yumuşama-sertleşme modeli olarak adlandırılan bir modelle de yamaç hareketi açıklanmaya çalışılmıştır.
1.2 Önceki Çalışmalar
Tez çalışmasının amacı doğrultusunda önceki çalışmalar, Babadağ ilçesi ve yakın çevresini konu alan jeoloji ve mühendislik jeolojisi çalışmaları olmak üzere iki ana başlıkta incelenmiştir.
1.2.1 Babadağ ilçesi ve yakın çevresini konu alan jeoloji çalışmaları
Önay (1946), Babadağ ilçesi ve yakın çevresinde görülen yamaç hareketlerini ilk kez rapor eden araştırmacıdır. Önay (1946), bölgenin jeolojisine değinmiş bahsetmiş ve yamaç hareketlerinin nedenlerini; akarsuların etkisiyle topuk aşınması ve mika minerallerini içeren kumlu seviyelerde mikanın ayrışması ve kaygan bir özellik göstermesi olarak belirtmiştir. Gözlemlediği bazı heyelanlardan bahseden araştırmacı bunların oluşum nedenlerini açıklamaya çalışmıştır.
Akarsu (1969), Babadağ ve çevresini kapsayan çalışmasında jeolojik birimleri, Paleozoyik, Neojen ve Kuvaterner yaşlı birimler olarak üçe ayırmıştır. Akarsu (1969) çalışmasında, Paleozoiyin, alt ve üst metamorfik şist serisinden oluştuğunu ve bölgedeki Neojen istifin kalın ve fosil içerikli olduğunu belirtmiştir.
Öngür (1971), Babadağ ve yakın çevresindeki birimlerin, Paleozoyik yaşlı metamorfitler, Miyosen kireçtaşı, marn ve çakıltaşları, Alt Pliyosen kumtaşı, kiltaşı ve çakıltaşlarından oluştuğunu belirtmiştir. Neojen çökellerinin tümünün fosil içeriğine göre Alt Pliyosen yaşlı olduklarını belirtmiştir.
Taner (1975), Denizli bölgesi Neojeni’nin paleontolojik ve stratigrafik olarak incelmiş, Paleozoyik yaşlı mermerler üzerine uyumsuz gelen Pliyosen çökellerinin Alt Pliyosen yaşlı olduğunu belirtmiştir.
Şimşek (1984), Denizli-Kızıldere-Tekkehamam-Tosunlar-Buldan-Yenice Alanının jeolojisini ve jeotermal enerji olanaklarını incelediği çalışmasında; Alt Pliyosen’de
9
Kızılburun, Sazak, Kolonkaya ve Pliyo-Kuvaterner’de Tosunlar formasyonlarını tanımlamış, Pliyo-Kuvaterner’de ise Taraça, Yamaç Molozu, Alüvyon ve Traverten birimlerini ayırmıştır.
Konak ve diğ. (1986), “Çal-Çivril-Karahallı Dolayının Jeolojisi” başlıklı raporlarında Oligosen öncesi temel kayaçlarını Bekilli Grubu ve Çökelez Grubu olarak ikiye ayırmışlar, bunların üzerine uyumsuzlukla gelen karasal - sığ denizel Oligo-Miyosen çökellerini incelemişlerdir. Bayıralan formasyonu üzerine uyumsuz gelen ve aralarında uyumlu dokanak ilişkisi bulunan karasal Neojen çökellerini de alttan üste doğru Killik formasyonu, Sakızcılar formasyonu ve Ulubey formasyonu olarak ayırtlamışlardır. Kendisinden yaşlı tüm birimleri uyumsuzlukla örten Kuvaterner çökellerini de “Asartepe formasyonu” adıyla ayırtlamışlardır.
Sun (1990), Denizli yöresindeki Neojen çökellerini alttan üste doğru Kızılburun, Sazak, Sakızcılar ve Kolonkaya Formasyonları şeklinde ayırarak incelemiştir. Kuvaterner yaşlı çökeller ise, Asartepe Formasyonu, alüvyon ve travertenler olarak ayrılmıştır.
Taner (2001), “Denizli Bölgesi Neojeni’ne ait katların stratigrafik konumlarında yeni düzenleme” adlı çalışmasında daha önce Alt Pliyosen olarak yaşlandırdığı Neojen birimlerin yaşını, incelediği fosil içeriğine göre, Üst Miyosen olarak değiştirmiştir. Koçyiğit (2005), Denizli havzasındaki graben dolgularını graben öncesi ve sonrası olarak iki gruba ayırmıştır. Araştırmacı, Denizli horst-graben sisteminde düşey kayma miktarının yıllık 0.14-0.15 mm ve ortalama genişlemenin ise %7 olduğunu belirtmiş, Denizli havzasının gelişimi için iki evreli genişleme modelini önererek bu evrelerin Orta Miyosen - Orta Pliyosen ile Geç Pliyosen - güncel genişleme evreleri olduğunu belirtmiştir.
Kaymakçı (2006), Geç Miyosen-Kuvaterner yaşlı çökellerin Denizli havzasıyla sınırlı olduğunu ve havzadaki genişlemenin Geç Miyosen`den günümüze değin devam ettiğini belirtmiştir.
Alçiçek ve diğ. (2007), Denizli havzasında, Alt - Orta Miyosen yaşlı Kızılburun formasyonunun en üst seviyelerini oluşturan bataklık sığ - gölsel çökeller üzerine geçişli ve uyumlu olarak Sazak formasyonunun depolandığını, Sazak formasyonu üzerine geçişli ve uyumlu olarak gelen Kolonkaya formasyonunun Üst Miyosen - Üst Pliyosen aralığında çökeldiğini ileri sürmüşlerdir. Bu araştırmacılar ayrıca;
10
Kolonkaya formasyonunun alt ve orta seviyelerinde denizel ortamı yansıtan ve sığdan derin ortama geçen çökeller ile üst seviyelerde tatlı su ortamını karakterize eden kıyı önü ve alüvyon yelpazesi akarsu çökellerinin geldiğini belirtmişlerdir. Üst Pliyosen sonunda Neojen yaşlı havza dolgusunun BKB-DGD doğrultulu normal faylarla parçalanarak Pliyo-Kuvaterner’de hemen hemen güncel morfolojisini kazandığını belirtmişlerdir.
1.2.2 Babadağ ilçesi Gündoğdu heyelanını konu alan çalışmalar
Özpınar ve diğ. (1999a) tarafından yapılan çalışmada; Babadağ ve çevresi jeolojik, petrografik ve uygulamalı jeoloji açısından incelenmiş, Babadağ ve yakın çevresinde görülen kütle hareketlerinin genel sınıflandırmaları yapılmıştır. Bu araştırmacılar; bölgedeki kütle hareketlerini kayma yüzeyi litoloji sınırı ile uyumlu olanlar, kayma yüzeyi süreksizlik yüzeyleri ile uyumlu olanlar ve kayma yüzeyinin belirli bir litoloji içinde olduğu kütle hareketleri olarak sınıflandırarak hareketlerin oluşmasında etkili olan faktörleri belirtmişlerdir. Çalışmacılar ilçe merkezindeki Gündoğdu heyelanının oluşumundaki etkenleri; yağış, topoğrafik eğim, topuk oyulması, litolojik özellikler, dokuma tezgahlarının oluşturduğu titreşimler ve yeraltına süzülen suların oluşturduğu yeraltı erozyonu (süfüzyon) olarak belirtmişlerdir. Kanalizasyon ve su şebekesinden sızıntı olması durumunda hareketin devam ettiği ve buna bağlı olarak yapı hasarlarının gözlendiğini ve hasar gören altyapı elemanlarının yenilenmesi gerektiğini vurgulayarak, heyelandan etkilenen alanda yapılaşmaya izin verilmemesi gerektiğini belirtmişlerdir.
Özpınar ve diğ. (1999b) Babadağ ilçe merkezi Gündoğdu heyelanını inceledikleri çalışmalarında, yapım tarihi bilinen binaların inceleme zamanındaki konumlarına göre heyelanın hızının 20 mm/yıl olduğunu ve yamaç hareketinin binalarda düşeyden sapmalara (1-5o), yollarda çatlamalara vb. deformasyonlara neden olduğunu belirtmişlerdir.
Aydan (2003a), Babadağ-Gündoğdu heyelanının durumunun ve mekanizmasının belirlenebilmesi için limit denge eşitliği yaklaşımına dayanan matematiksel bir model önermiştir. Modeli farklı durumlar için inceleyen araştırmacı, heyelan için yağışlı bir dönemden sonra Babadağ merkezli 20 km çapında bir daire içinde meydana gelebilecek ve büyüklüğü 6’dan fazla olan bir depremin etkisiyle
11
Babadağ’ın Gökdere’ye bakan yamacında bir hareketin oluşabileceğini öne sürmüştür.
Atak ve diğ. (2003), Gündoğdu Mahallesi’nde görülen heyelanı, 1960 – 2001 yılları arasında, farklı zamanlarda çekilen 5 hava fotoğrafı üzerinde incelemişlerdir. Çalışmada belirlenen noktaların farklı yıllardaki yerdeğiştirme miktarları sonlu elemanlar yönteminin interpolasyon tekniği kullanılarak hesaplanmıştır. Çalışılan zaman aralığı için ortalama yıllık yerdeğiştirme miktarı 40 – 160 mm olarak belirlenmiştir.
Aydan ve diğ. (2003), Babadağ heyelan bölgesindeki zayıf çimentolanmış kumtaşı ve marn üzerinde yapılan çeşitli laboratuvar deneyleri sonuçlarına göre, marnın kuru durumda oldukça yüksek dayanıma sahip olduğu, ancak ıslak ve doygun halde mekanik özelliklerinde azalma görüldüğü belirtilmişlerdir. Kumtaşı ve marnın sürtünme açısının 31o-47o arasında değiştiği belirlenmiş, farklı suya doygunluk durumlarında bu değerlerin değiştiği belirtilmiştir. Dokuma tezgahlarının yarattığı yer ivmeleri ölçülmüş ve yer ivmesi 50 gal’den daha az olarak belirlenmiştir. Ahşap dokuma tezgahlarının metalik olanlara nazaran daha fazla yer ivmesi oluşturdukları da belirlenmiştir. Bunun yanı sıra arazide on adet geçirgenlik deneyi yapılarak şevi oluşturan birimin hidrolik iletkenlik katsayıları hesaplanmıştır. Hidrolik iletkenliğin, 6.81x10-4 ile 1.25x10-3 cm/s arasında değiştiği belirtilmiş, ayrıca aynı çalışmada süzülme hızı 1.67 mm/s olarak verilmiştir.
Çevik (2003), Babadağ heyelanı üzerine yaptığı yüksek lisans tezi çalışmasında, Babadağ ilçesindeki kütle hareketinin nedenlerini ve mekanizmasını araştırmıştır. Araştırmacı farklı zamanlarda çekilmiş hava fotoğraflarının karşılaştırılmasıyla yerdeğiştirmenin 3.8 ile 15 cm arasında değiştiğini ve yoğun yağışlı dönemlerden sonra hareket miktarı ve hızında artış olduğunu belirtmiştir. Ayrıca binalarda alınan düşeyden sapma ölçümlerinde, eğimlenme miktarının 1o-15o arasında değiştiğini belirlemiştir. Araştırmacı, yaptığı limit denge analizlerinde elde ettiği güvenlik katsayılarının, yeraltısuyu seviyesindeki değişime ve tabakalanma yüzeylerinin makaslama dayanımında meydana gelen azalmaya bağlı olarak düştüğünü, ayrıca yeraltısuyu seviyesinin derinliği ve tabakalanma düzlemlerinin ortalama artık makaslama dayanımı esas alınarak yapılan analizlerde, limit denge koşulunun (Güvenlik katsayısı, GK=1) sağlandığı ve bu durumun sayısal çözümleme yöntemlerinden elde edilen sonuçlarla desteklendiğini vurgulamıştır. Yeraltısuyu
12
seviyesindeki değişime koşut olarak, yamaç duraylılığının da olumsuz yönde etkilendiğini, söz konusu yamaç hareketinin bugüne değin katastrofik bir yenilmeyle sonuçlanmamış olmasının nedenini, hareketin hızının zaman zaman artıp azalması ile açıklanabileceğini belirten bu araştırmacı, yamaç hareketini engellemenin ekonomik olarak mümkün görülmediğini, etkin bir drenaj sistemine ihtiyaç olduğunu vurgulamıştır.
Tano ve diğ. (2003), Babadağ heyelanlarının nedenini araştırmak ve hareketin seyrini izlemek amacıyla geliştirdikleri ölçüm sistemlerini tanıtmışlardır. Bu sistemler; belirlenen noktalarda milimetre hassasiyetinde mesafe ölçümlerinin yapabilmesi için el lazermetresi kullanılarak geliştirilen ölçüm sistemi, doğal ve yapay malzemelerin kırılması esnasında açığa çıkan ve ultrasonik elastik dalga olarak adlandırılabilen akustik yayılma (AE) aktivitesinin izlendiği AE istasyonlarıdır. Çalışmada mesafe ölçümleri ve AE aktivitelerinin zamana ve yağışa bağlı olarak değişimleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. 6 aylık süre için en çok 38 mm’lik mesafe ölçümünün alındığı, yağış ve mesafe değişimleri arasında ilişkilerin gözlendiğini belirtmiş, yamaç hareketi üzerinde depremlerin de katkı yapabileceği vurgulanmıştır. Kumsar ve diğ. (2004), uzun süreli Babadağ heyelanını değerlendirdikleri çalışmalarında, yamaç hareketi mekanizmasının anlaşılması için matematiksel bir model geliştirmişlerdir. Yağışın harekete katkı sağlayan en önemli etken olduğunu belirten araştırmacılar, uzun süreli deformasyonun tahmini amacıyla alınan ölçümlere devam edilmesi gerektiğini ve önerilen modelin geometrik olarak daha karmaşık durumlara uyarlanmasına gereksinim olduğunu belirtmişlerdir.
Çevik ve Ulusay (2005), Babadağ ilçesini etkiliyen Gündoğdu Mahallesi’ndeki uzun süreli kaya şevi duraysızlığını statik ve dinamik koşullar altında incelemişlerdir. Bu araştırmacılar yamaç duraysızlığını; su basınçları, depremlerden ve dokuma tezğahlarından kaynaklanan dinamik yükler gibi tetikleyici faktörler ile şevi oluşturan zayıf kaya birimlerinin hareket üzerindeki rolü açısından incelemişlerdir. Duraysızlığın Gökdere’ye doğru geliştiğini, ayrıca yeraltısuyu seviyesindeki değişimlerin hareketin hızını denetleyen başlıca faktör olduğunu belirten araştırmacılar, yaptıkları analizlerde dokuma tezgahlarından kaynaklanan titreşimlerin harekete katkı sağlayacak boyutta olmadığını, ancak yakın civarda meydana gelmiş depremlerin hareketin gelişimine muhtemelen katkı sağlamış olabileceğini ifade etmişlerdir.
13
Tano ve diğ. (2006a), Denizli-Babadağ ilçesinde görülen heyelanın izlenmesi için uygulanan çok parametreli yaklaşım ile AE yöntemini kullanmışlardır. Bu çalışmada; AE aktivitesinin özellikle yağış ve yüzeysel yerdeğiştirme verileri ile uyumlu olduğu belirtilmiş, yağışın azalmasına bağlı olarak AE etkinliğinin azaldığı ve yağıştan sonra ise yaklaşık bir hafta süreyle AE etkinliğinin devam ettiği vurgulanmıştır.
Tano ve diğ. (2006b) tarafından hazırlanan araştırma raporunda; Gündoğdu Mahallesinin üzerinde kurulu olduğu marn-kumtaşı ardalanmasında düşük makaslama dayanımına sahip tabaka düzlemleri boyunca yılda 3.8-15 cm arasında değişen bir hızda Gökdere vadisine doğru bir hareketin olduğu belirtilmiştir. İzleme çalışmalarıyla ölçülen yerdeğiştirme miktarının yağışlardan sonra arttığı, benzer şekilde aylık AE aktivitesinin de yağış ile ilişkili olduğu ve yağışlardan bir hafta sonra arttığı, yağışsız dönemin bittiği Ağustos ayından sonra ise hareket ve AE akitivitesinin arttığı belirtilmiştir. Sahadaki kuyu tipi deformasyon ölçerden alınan verilere göre yüzeyden 23.6 m derinlikte belirgin bir deformasyon olduğu ve 6 ay süreyle doğrusal bir şekilde devam ettiği vurgulanmış, hareketin K27oD doğrultulu gerçekleştiği ve bununda mesafe ölçüm verisiyle uyumlu olduğu öne sürülmüştür. Harekete neden olan faktörler içinde yağışın ve süzülmenin de etkisinin olduğu belirtilmiş ve buna bağlı olarak, özellikle aşırı yağışlı dönemlerde gözenek suyu basınçlarında ani değişimlerin etkin gerilmeyi azalttığı, bunun da kaya malzemesinin dayanım ve deformabilite özelliklerini azalttığı belirtilmiştir. Bu durum, kaymaya karşı koyan kuvvetleri azaltmakta ve hareketi hızlandırıcı yönde etki etmektedir. Araştırmacılar ayrıca, yağışlara bağlı olarak yeraltısuyu seviyesindeki değişimlerin, hasar gören atık su borularından kaynaklanan sızıntıların ve Gökdere’nin topuğunda meydana getirdiği erozyonun da bu olumsuz gelişmede rolü olabileceğini ileri sürmüşlerdir. Tano ve diğ. (2006b) yaptıkları duraylılık analizlerinde, daha ayrıntılı veri ve çözümlemelere gerek duyulmakla birlikte, bölgede meydana gelmiş depremlerin de ilçedeki duraysızlıklara katkısının olmuş olabileceğine işaret etmişlerdir.
Kaya (2008), yüksek lisans projesi kapsamında, Gündoğdu heyelanını alınan topoğrafik kesitler üzerinde limit denge yöntemini kullanarak incelemiştir. Statik durumda heyelanın duraylı olduğunu belirten araştırmacı, daha önceden açılmış olan sondajlara ek olarak yaklaşık 50 m derinliğinde 3 adet sondaj kuyusu açıldığını ve sondaj profilleri boyunca marn ve kumtaşının gözlendiğini belirtmiştir.
14
Tano ve diğ. (2008), Babadağ ilçe merkezinde izlenen verinin hareket ile ilişkilerini değerlendirmişlerdir. Yerdeğişimi ölçümlerinin yağışlarla ilişkili olduğunu, benzer şekilde AE aktivitesindeki artışların yağışlara bağlı olduğunu, yağışın arttığı dönemlerde AE aktivitesinin arttığını, azaldığı dönemlerdede azaldığını belirtmişlerdir. AE aktivitesinin yağışlardan sonra yaklaşık bir hafta süreyle devam ettiğini belirtmişlerdir. 2005 yılında yerleştirilen kuyu içi deformasyon ölçer verisine göre Ekim ayı içinde yüzeyden 23.6 ve 29.6 m derinliklerde belirgin deformasyon artışının görüldüğünü belirtmişlerdir. Bu çalışma ve konu ile ilgili önceki çalışmalar ışığında, Gündoğdu Mahallesi yamaç hareketinin etkili olduğu alan Bayındırlık ve İskân Bakanlığı’nca “afete maruz bölge” olarak değerlendirilmiş ve yaşayan halkın daha güvenli bir yere taşınmasına karar verilmiştir. Bu uygulamanın doğal afet tehlikesi olan bir bölgede, afet olmadan önce önlem alınmasına ilişkin önemli bir örnek olduğu vurgulanmıştır.
Çelik ve diğ. (2011), aynı zamanda bu tezin de bir kısmını kapsayan çalışmada, Babadağ’daki Gündoğdu yamaç hareketini, fiziksel bir yamaç modeli oluşturularak dinamik koşullar altında laboratuvarda incelemişlerdir. Bu amaçla, araziden alınan örneklerle oluşturulan fiziksel yamaç modeli üzerinde eğimlendirme ve dinamik sarsma masası deneyleri gerçekleştirilmiştir. Arazideki tabaka eğimlerinin değişim aralığının temsil edilmesi amacıyla model farklı eğim açılarında eğimlendirilip sabitlenmiş ve dinamik deneylere tabi tutulmuştur. Hareketi başlatan ivme miktarları belirlenmiş ve düzlemsel kayma yüzeyi boyunca meydana gelen yerdeğiştirmeyle ilişkileri ortaya konmuştur. Deneylerden elde edilen ivme ve yerdeğiştirme ilişkisi sayısal çözümlemeler de yapılarak karşılaştırılmıştır.
15 2. İNCELEME ALANININ TANITIMI
Babadağ ilçe merkezinde görülen Gündoğdu heyelanı ve ilçenin yakın çevresini kapsayan çalışma alanı; 1/25000 ölçekli Denizli M21b3 ve M21b4 topoğrafik paftaları içinde, K4184500-4189750 ile D659000-668000 UTM koordinatları ile sınırlanan alanda yeralmaktadır (Şekil 2.1). Denizli ilinin yaklaşık 40 km batısında yeralan inceleme alanındaki yerleşim birimleri Ahıllı, Yeniköy, Kelleci, Oğuzlar, Kıranyer, İncirpınar ve Hisarköy’dür. İlçeye ulaşım Sarayköy ilçesi üzerinden asfalt yolla, batıdan İncirpınar, Kıranyer, Demirli’den ve doğudan Kelleci, Yeniköy’den geçen çoğunlukla asfalt kısmen stabilize yollarla sağlanmaktadır (Şekil 2.1).
2.1 Jeomorfoloji
İnceleme alanı ve yakın çevresi, Ege Bölgesi’nde yaygın olarak görülen tipik çöküntü ve yükselim topoğrafyasına uygunluk göstermektedir. Tektonizma ve jeolojik birimlerin litolojik özellikleri morfolojinin şekillenmesinde önemli rol oynamış, birbirine hemen hemen paralel olarak gelişmiş sintetik ve antitetik fayların varlığı da bölgeye basamaklı bir yapı kazandırmıştır. Paleozoyik yaşlı metamorfik birimler ile Neojen yaşlı çökellerin sınırını Babadağ fayı oluşturmaktadır. Güney kesimlerde ve üst kotlarda yeralan metamorfik birimler daha dik bir görünüm sunarken, kuzeye doğru gidildikçe daha genç ve gevşek çökel birimlerde birbirine paralel gelişmiş derelerin aşındırdığı dik ve derin vadiler görülmektedir. Jeomorfolojik özelliklerin etkisinde inceleme alanı ve çevresinde özellikle genç çökellerin yayılım gösterdiği eğimli alanlarda, irili ufaklı çok sayıda heyelan yeralmaktadır. İnceleme alanı için hazırlanan ve bir sonraki bölümde verilen jeoloji haritasında bu heyelanlar gösterilmiştir.
İnceleme alanında yer alan başlıca dereler: Kükürt, Ahıllı, Gökdere ve Yeniköy dereleridir. Bu derelerin yaklaşık doğrultuları KD-GB olup, Babadağ ilçesi bu derelerden Ahıllı ve Gökdere ile sınırlanan sırtta kurulmuştur (Şekil 2.2). Sürekli akan bu derelerin yanında çok sayıda mevsimsel dere de bulunmaktadır.
16
Belirgin olarak metamorfik birimlerde görülen yükseltiler, güneydoğuda Kurt Tepe (1050 m), güneybatıda Dedeçam Tepe (1103 m), batıda Deynekli Tepe (781 m), kuzeybatıda Taşlıkır Tepe (818 m)’dir (Şekil 2.2). Ayrıca ilçe güneyinde çeşitli yaylalar mevcuttur.
Şekil 2.1 : İnceleme alanının yerbulduru haritası ve uydu görüntüsü. 2.2 İklim ve Bitki Örtüsü
Kısmen Akdeniz, genellikle İç Ege ikliminin egemen olduğu inceleme alanında kışlar serin ve yağışlı, yazlar sıcak ve kurak geçmektedir. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü (DMİ)’nden Babadağ ve Sarayköy’deki meteoroloji istasyonlarından 1974-2000 yılları arası için aylık ortalama yağış değerleri elde edilmiştir.
17 Şekil 2.2 : İncele me alanının yerleşim yer lerini , yo lları, akarsuları , yükseltileri ve mo rf olojisini göster en hari ta.
